Электрические измерения Программа ИГА 1 2 Основные

Электрические измерения

Программа ИГА 1. 2. Основные понятия в электроизмерительной технике. Общие принципы устройства электроизмерительных приборов непосредственной оценки. 3. Измерение тока и напряжения в цепях постоянного и переменного тока. 4. Измерительные преобразователи (шунты, добавочные резисторы, измерительные трансформаторы тока и напряжения). Меры предосторожностей при работе с ними. 5. Измерение мощности в цепях переменного и постоянного тока. 6. Измерение активной и реактивной мощностей, схемы включения. 7. Измерение электрической энергии в цепях постоянного и переменного тока. 8. Измерение частоты, коэффициента мощности. 9. Измерение неэлектрических величин. 10. Измерение сопротивлений. 11. Измерение сопротивлений с помощью электрического моста

Основные понятия в электроизмерительной технике • • • Погрешности: Абсолютная – это отклонение результата измерения Аи от истинного (действительного) значения измеренной величины А: А = Аи – А (Поправка прибора – абсолютная погрешность, взятая с противоположным знаком) Относительная – отношение абсолютной погрешности измерения к истинному значению измеряемой величины, выраженное в процентах: = ( А/А) 100 Приведенная – отношение абсолютной погрешности прибора к верхнему пределу измерения прибора: = ( А/ Амакс ) 100 Класс точности прибора – основная наибольшая допустимая приведенная погрешность, обозначается на шкале прибора: 0, 05; 0, 1; 0, 2; 0, 5; 1, 0; 1, 5; 2, 5; 4, 0; 5, 0 Погрешности приборов: Основная – погрешность прибора, находящегося в нормальных условиях работы Дополнительная погрешность – погрешность, возникающая вследствие отклонения условий работы прибора от нормальных Средство измерений техническое средство, используемое при измерениях и имеющее нормированные метрологические характеристики (мера, измерительные приборы, преобразователи, устройства, установки, системы, комплексы) Методы измерений: прямые, косвенные, совокупные

Общие принципы устройства электроизмерительных приборов непосредственной оценки • • Корпус – для защиты измерительного механизма от механических повреждений и влияния окружающей среды. На судах применяются: брызгозащищенные, водозащищенные, герметичные, узкопрофильные Шкала: должны быть указаны: Обозначение единицы измеряемой величины Условное обозначение системы прибора Обозначение класса точности Условное обозначение рабочего положения прибора Условное обозначение степени защищенности от магнитных или электрических влияний Величина испытательного напряжения изоляции измерительной цепи по отношению к корпусу Год выпуска и заводской номер Указатель: в виде стрелки (нитевидная , копьевидная , ножевидная и т. п. ), в виде светового пятна с темной нитью посередине Ось вращения: на опорах, на растяжках, на подвесе Устройство для создания противодействующего момента: пружина, электрический способ (логометры) Успокоитель (демпфер): магнитоэлектрический, воздушный, жидкостный. Максимальное время успокоения – 4 с Корректор устройство для установки стрелки в строго нулевое положение 1 – подпятники 2 – керны 3 – ось 4 – указатель 5 – шкала 6 – поводок корректора 7, 8 – спиральные пружины 9 – ось корректора 10 – винт корректора 11 – противовесы Воздушный успокоитель: 1 – крыло, 2 – камера Магнитоиндукционный успокоитель: 1 – сектор, 2 – постоянный магнит Жидкостный успокоитель: 1 – диск подвижный, 2 – диск неподвижный, 3 жидкость На растяжках: 1 – ограничители 2, 8 – плоские пружины 3, 7 – растяжки 4, 6 – ограничители осевого и радиального перемещения 5 – подвижная часть На подвесе: 1 – ленточный подвес

Общие принципы устройства электроизмерительных приборов непосредственной оценки • Магнитоэлектрическая система: Принцип работы: взаимодействие магнитного поля постоянного магнита с рамкой (катушкой), по которой протекает постоянный ток, угол поворота: α = К·I Достоинства: высокие точность и чувствительность, равномерная шкала, малое собственное потребление электроэнергии, малое влияние внешних магнитных полей Недостатки: возможность работы только на постоянном токе, сложность конструкции, чувствительность к перегрузкам, механическим воздействиям, ударам, вибрации, зависимость упругих свойств пружины от времени, зависимость показаний от температуры окружающей среды Применение – амперметры, вольтметры, омметры Магнитоэлектрическая система: 1 – цилиндрический сердечник 2 – катушка (рамка)

Общие принципы устройства электроизмерительных приборов непосредственной оценки • • • Принцип работы – взаимодействие магнитного поля, созданного катушкой, со стальным сердечником Угол отклонения указателя : α = К·I 2 Достоинства: Простая конструкция Малая стоимость Надежность в работе Способность выдерживать большие перегрузки Работают на постоянном и переменном токе Недостатки: Неравномерная шкала Влияние внешних магнитных полей Большое собственное потребление мощности Зависимость показаний от частоты (вихревые токи) Применение: амперметры, вольтметры Электромагнитная система: 1 – крыло успокоителя 2 – спиральная пружина 3 – указатель 4 – катушка 5 – плоский сердечник 6 – ось

Общие принципы устройства электроизмерительных приборов непосредственной оценки • • • Принцип работы – взаимодействие двух катушек, обтекаемых электрическим током Угол поворота: = К·I 1·I 2·cos Достоинства: Равномерность шкалы (у ваттметров) Работают на постоянном и переменном токе Относительно высокая точность Недостатки: Сильное влияние внешних магнитных полей (применяют экранирование, ферродинамические системы) Чувствительность к перегрузкам и механическим воздействиям Относительно высокая стоимость Применение: ваттметры, амперметры, вольтметры, варметры Электродинамическая система: 1 – подвижная катушка 2 – неподвижная катушка 3 – демпфер 4 – спиральные пружины

Измерение тока и напряжения в цепях постоянного и переменного тока • Приборы – амперметры, вольтметры • Системы приборов: Постоянный ток: магнитоэлектрическая (большие пределы измерения – с шунтами или дополнительными сопротивлениями) Переменный ток: электромагнитная (большие пределы измерения – с трансформаторами тока или напряжения) • Амперметры включаются в цепь последовательно должны иметь сопротивление значительно ниже, чем нагрузка • Вольтметры включаются в цепь параллельно должны иметь сопротивление значительно выше, чем нагрузка

Измерительные преобразователи (шунты, добавочные резисторы, измерительные трансформаторы тока и напряжения). Меры предосторожностей при работе с ними • Шунты: применяется на постоянном токе включается в цепь последовательно с нагрузкой показание амперметра необходимо умножить на п • Дополнительные сопротивления: применяется на постоянном токе включается в цепь параллельно нагрузке показание вольтметра необходимо умножить на т

Измерительные преобразователи (шунты, добавочные резисторы, измерительные трансформаторы тока и напряжения). Меры предосторожностей при работе с ними • • • Измерительные трансформаторы: преобразуют большие переменные токи и напряжения создают безопасные условия работы персонала Трансформаторы тока: номинальный вторичный ток 1; 2; 2, 5; 5 А Трансформаторы напряжения: номинальное вторичное напряжение 100; 100/ 3 В Коэффициент трансформации трансформаторов тока и напряжения: KI = I 1 / I 2 , KU = U 1 / U 2 Для определения тока и напряжения в цепи с нагрузкой показания приборов умножают на коэффициент трансформации Правила эксплуатации: Корпус и вторичная обмотка заземлены Трансформатор тока работает в режиме короткого замыкания Трансформатор напряжения работает в режиме холостого хода

Измерение мощности в цепях переменного и постоянного тока • • Постоянный ток: амперметром и вольтметром (P = U I) малая точность Ваттметр – прибор электродинамической системы для измерения мощности: Токовая обмотка, подключается последовательно с нагрузкой (толстая линия) Обмотка напряжения, подключается параллельно нагрузке (тонкая линия) * обозначение генераторного зажима – со стороны источника питания Достоинства электродинамических ваттметров высокая точность (классы точности 0, 1; 0, 2; 0, 5); пригодность для постоянного и переменного тока частотой 45, 60, 500 Гц и выше Недостатки: слабое магнитное поле, небольшой вращающий момент, чувствительность к перегрузкам, высокая стоимость

Измерение активной и реактивной мощностей, схемы включения • Измерение активной мощности • Метод одного ваттметра: применяется для симметричной нагрузки, измеряется мощность одной фазы РФ определяется мощность всей системы Р 3 Ф = 3 РФ • Метод трех ваттметров применяется для несимметричной нагрузки, измеряется мощность каждой фазы РА , РВ , РС определяется мощность всей системы Р 3 Ф = РА + РВ + РС

Измерение активной и реактивной мощностей, схемы включения • • Измерение активной мощности Метод двух ваттметров применяется для любой нагрузки в трехпроводных цепях определяется мощность всей системы Р 3 Ф = РW 1 + РW 2 Особенности метода: Невозможность определения мощности каждой фазы Имеется возможность оценить коэффициент мощности : чем ближе показания приборов друг к другу, тем выше коэффициент мощности Если в цепь подключена симметричная нагрузка (например, электродвигатель), можно определить реактивную мощность: Q 3 Ф = 3(РW 1 РW 2) Трехфазные ваттметры: Трехэлементный трехфазный ваттметр – на основе метода трех ваттметров Двухэлементный трехфазный ваттметр – на основе метода двух ваттметров

Измерение активной и реактивной мощностей, схемы включения • • Векторная диаграмма ваттметра активной мощности, включенного для измерения реактивной мощности

Измерение активной и реактивной мощностей, схемы включения • Включение ваттметров активной мощности для измерения реактивной мощности в четырёхпроводной сети

Измерение активной и реактивной мощностей, схемы включения • Включение ваттметров активной мощности для измерения реактивной мощности в трехпроводной сети •

Измерение активной и реактивной мощностей, схемы включения • Включение ваттметров активной мощности для измерения реактивной мощности в трехпроводной сети • Неравномерная нагрузка: • Если при симметричной системе напряжений нагрузка неравномерная, тогда мощность можно измерить трехэлементным ваттметром или тремя одноэлементными ваттметрами активной мощности • Реактивная мощность цепи определяется показанием трехэлементного ваттметра, деленным на 3

Измерение электрической энергии в цепях постоянного и переменного тока • Счетчики электрической энергии: однофазный, трехфазный двухэлементный

Измерение электрической энергии в цепях постоянного и переменного тока • Счетчики интегрирующие приборы для измерения электрической энергии и количества электричества • Регистрация измеряемой величины производится счетным механизмом (счетчик оборотов) • Израсходованную энергию можно измерить числом оборотов диска счетчика N • Постоянная счетчика – коэффициент пропорциональности k = W / N, численно равный энергии, израсходованной в сети за время одного оборота диска счетчика • Схемы подключения счетчиков аналогичны схема подключения ваттметров электродинамической системы

• • Вибрационный частотомер: измерительный механизм частотомера с не посредственным озбуждением: электромагнит 1, в обмотка которого вклю чается в контролируемую сеть параллельно. В поле электромагнита находятся два ряда гибких стальных пластин 3, закрепленных в основаниях 4. Прибор имеет лицевую панель 2, в окнах которой видны отогнутые края пластин, окрашенные в белый цвет . Под влиянием переменного поля электро магнита, вызванного током, частота которого измеряется, пластины частотомера в момент прохождения тока через амплитудное значе ние притягиваются к электромагниту и уда ляются от него при каждом нулевом значении тока. С наибольшей амплитудой колеблется та пластина, частота собственных колебаний которой равна удвоенному значению измеряе мой частоты. Отогнутый конец этой пластины виден в окне шкалы, как прямоугольник, и указывает на шкале значение частоты Резонансные частотомеры электромагнит ной системы выполняются на диапазоны час тот 45— 55 и 450— 550 Гц. Их точность соот ветствует классам 1, 0 и 1, 5 Электромагнитный частотомер: В одной параллельной ветви прибора соединены катушка логометра А 1, конденсатор С 1 и катушка L 1, которые настроены в резонанс при частоте f 1. Другая параллельная ветвь аналогична первой и настроена в резонанс на другую частоту f 2 Кривые токов в катушках прибора в зависимости от частоты показывают, что при изменении частоты от f 1 до f 2 каждому значению частоты соответствует определенное отношение токов I 1 / I 2, а, следовательно, и определенный угол поворота подвижной части. На шкале прибора наносятся значения частоты Частотомеры типа ЭЧ имеют класс точности 1, 5 и 2, 5, номинальную частоту от 50 до 1 500 Гц и номинальное напряжение 36, 100, 127 и 220 В Измерение частоты, коэффициента мощности

Измерение частоты, коэффициента мощности • • Электродинамический фазометр представляет собой логометр Неподвижная катушка его является катушкой тока Подвижные катушки вместе с добавочными резисторами образуют две параллельные ветви цепи напряжения В одной из этих ветвей ток сов падает по фазе с напряжением, так как добавочный рези стор имеет активное сопротивление В другой ветви ток отстает по фазе от напряжения на 90°, так как добавочный резистор имеет реактивное сопро тивление Угол поворота подвижной части фазометра зависит от угла сдвига фаз между током и напряжением цепи Шкала фазометра градуируется в единицах угла или cos Показания электродинамиче ского фазометра зависят от часто ты, так как при ее изменении сопротивление резистора пер вой ветви остается неизменным, а второй ветви изменяется

Измерение частоты, коэффициента мощности • • Электродинамические фазометры трехфазного тока имеют аналогичное устройство, но в двух параллельных ветвях их включены одинаковые активные добавочные резисторы, так как эти ветви включаются на ли нейные напряжения, сдвинутые по фазе на 60°, напри мер АВ и UАС U По этому принципу устроены электродинамические фазометры типа Д 510. Фазометры можно применять только при симметричной системе напряжений и токов Показания их не зависят от частоты

Измерение неэлектрических величин • • • Упрощенная структурная схема измерения неэлектрической величины электрическим методом: Первичный измерительный преобразователь 1 воспринимает измеряемую величину Х нэ и преобразует ее в электрическую Y э1 соответственно функции преобразования Эта величина, называемая аналогом измеряемой неэлектрической величины Х нэ, с помощью измерительной линии 2 передается на электроизмерительный, показывающий, регистрирующий или интегрирующий прибор 3 Основные достоинства измерения неэлектрических величин электрическими методами: Дистанционность электрических измерений, т. е. возможность измерения на расстоянии Простота изменения чувствительности средства измерения; это позволяет легко устанавливать требуемый минимальный диапазон измерения и дает возможность увеличить точность отсчета значения измеряемой величины Применение для регистрации или наблюдения быстро или сложно изменяющихся во времени неэлектрических величин электрических регистрирующих приборов, в том числе светолучевых или электронных осциллографов Удобство (возможность) введения измерительной информации о значениях неэлектрических величин в устройства автоматического управления и защиты контролируемых объектов, а также в электронные вычислительные устройства Преобразователи делятся на Параметрические представляющие любую неэлектрическую величину в виде активного, индуктивного или емкостного сопротивления Генераторные выходным сигналом является электродвижущая сила

Измерение неэлектрических величин • • • Реостатные преобразователи для угловых (а), линейных (б) перемещений и для функционального преобразования линейных перемещений (в) Выходной параметр реостатных преобразователей – сопротивление – измеряется обычно с помощью мостовой схемы К достоинствам преобразователей относится возможность получения высокой точности, значительные по уровню выходные сигналы относительная простота конструкции Недостатки: наличие скользящего контакта, необходимость относительно больших перемещений движка, необходимость относительно значительного усилия для его перемещения Применяются реостатные преобразователи для преобразования сравнительно больших перемещений (угловых, линейных) и других электрических величин (усилия, давления и т. д. ), которые могут быть преобразованы в перемещение Пример применения реостатного преобразователя для измерения уровня или объема жидкости

Измерение неэлектрических величин • • • Преобразователи с угольными шайбами Преобразователи контактного сопротивления Столбик из 10 – 15 угольных шайб (диаметром 0, 5 – 1 см), на концах которого расположены латунные диски с выводами для включения в измерительную цепь, зажат между двумя винтами а и б, изолированными от столбика слюдяными прокладками Электрическое сопротивление столбика зависит от его сжатия, так как при этом изменяется переходное сопротивление между шайбами Таким образом, по изменению электрического сопротивления столбика можно определить механическую силу Р, действующую на винт б Если применить дифференциальный преобразователь с двумя столбиками, включенными в два смежных плеча моста, то получим: при действии измеряемой силы Р увеличение сжатия одного и уменьшение сжатия другого столбика вызовут увеличение отношения их сопротивлений, т. е. увеличение отношения двух плеч моста, что приводит к повышению точности измерения; при таком включении столбиков изменение температуры, вызывающее одинаковое изменение их сопротивлений, не влияет на показание измерителя, что также приводит к повышению точности измерения

Измерение неэлектрических величин • • • Тензочувствитель ный проволочный преобразователь Тензочувствительные преобразователи В основу работы тензочувствительных преобразователей (тензорезисторов) положен тензоэффект, заключающийся в изменении активного сопротивления проводника (полупроводника) под действием вызываемого в нем механического напряжения и деформации Если проволоку подвергнуть механическому воздействию, например растяжению, то сопротивление ее изменится Относительное изменение сопротивления проволоки R / R = S l / l, где S – коэффициент тензочувствительности; l / l – относительная деформация проволоки Изменение сопротивления проволоки при механическом воздействии на нее объясняется изменением геометрических размеров (длины, диаметра) и удельного сопротивления материала Тензочувствительные преобразователи, широко применяемые в настоящее время, представляют собой тонкую зигзагообразно уложенную и приклеенную к полоске бумаги (подложке 1) проволоку 2 (проволочную решетку) Преобразователь включается в схему с помощью приваемых или припаиваемых выводов 3 Преобразователь наклеивается на поверхность исследуемой детали так, чтобы направление ожидаемой деформации совпадало с продольной осью проволочной решетки Достоинства этих преобразователей: линейность функции преобразования, малые габариты и масса, простота конструкции. Недостатком их является малая чувствительность Используются тензорезисторы для измерения деформаций и других неэлектрических величин: усилий, давлений, моментов и др

Измерение неэлектрических величин • • • Термочувствительные преобразователи Принцип действия термочувствительных преобразователей (терморезисторов, термосопротивлений) основан на зависимости электрического сопротивления проводников или полупроводников от температуры Прохождение электрического тока по проводу сопровождается выделением тепла, которое частично идет на нагревание провода, частично отдается в окружающую среду конвекцией, теплопроводностью и излучением При установившемся тепловом равновесии температура провода и его сопротивление зависят от тока в проводе и от причин, влияющих на отдачу тепла в окружающую среду К ним относятся размеры провода и среды, скорость движения среды, ее состав, плотность и др. Указанные зависимости используются для измерения температуры, скорости, плотности и состава газовой среды по сопротивлению провода Провод, предназначенный для указанной цели, является измерительным преобразователем и носит название терморезистора При применении терморезистора необходимо создать условия, в которых измеряемая неэлектрическая величина оказывает наибольшее влияние на сопротивление терморезистора, а остальные величины, наоборот, по возможности не влияют на него В приборах для газового анализа – газоанализаторах – для измерения теплопроводности используется платиновый терморезистор 1, помещенный в камеру 2 с анализируемым газом Преобразователь газоанализатора, основанный на принципе измерения теплопроводности

Измерение неэлектрических величин • • • Индуктивные преобразователи Принцип действия преобразователей основан на зависимости индуктивности или взаимной индуктивности обмоток на магнитопроводе от положения, геометрических размеров и магнитного состояния элементов их магнитной цепи Индуктивность и взаимную индуктивность можно изменять: воздействуя на длину , сечение воздушного участка магнитопровода s, на потери в магнитопроводе и другими путями Конструкция преобразователя определяется главным образом значением измеряемого перемещения Габариты преобразователя выбирают, исходя из необходимой мощности выходного сигнала и других технических требований Для измерения выходного параметра индуктивных преобразователей наибольшее применение получили мостовые схемы (равновесные и неравновесные), а также компенсационная схема (в автоматических приборах) для дифференциальных трансформаторных преобразователей Индуктивные преобразователи используются для преобразования перемещения и других неэлектрических величин, которые могут быть преобразованы в перемещение (усилие, давление, момент и т. д. ) Достоинства: значительными по мощности выходными сигналами, простота и надежность в работе Недостатки: наличие обратного воздействия преобразователя на измеряемый объект (воздействие электромагнита на якорь) влияние инерции якоря на частотную характеристику прибора Индуктивные преобразователи с изменяющейся длиной зазора (а), с изменяющимся сечением зазора (б), дифференциальный (в), дифференциальный трансформаторный (г), дифференциальный трансформаторный с разомкнутой магнитной цепью (д) и магнитоупругий (е)

Измерение неэлектрических величин • • Емкостные преобразователи основаны на зависимости электрической емкости конденсатора от размеров, взаимного расположения его обкладок и от диэлектрической проницаемости среды между ними Устройство преобразователя емкостного уровнемера: Емкость между электродами, опущенными в контролируемый сосуд, зависит от уровня жидкости, так как изменение уровня ведет к изменению диэлектрической проницаемости среды между электродами Изменением конфигурации пластин можно получить желаемый характер зависимости показаний прибора от объема (массы) жидкости Для измерения выходного параметра емкостных преобразователей применяются равновесные и неравновесные мостовые схемы и схемы с использованием резонансных контуров Последние позволяют создавать приборы с высокой чувствительностью, способные реагировать на перемещения порядка 10 7 мм. Емкостные преобразователи имеют малую емкость, поэтому измерение их емкости производят при повышенной или высокой частоте, применяя при этом электронные усилители Достоинства емкостных преобразователей: простота устройства, высокая чувствительность возможность получения малой инерционности преобразователя. Недостатки: влияние внешних электрических полей, паразитных емкостей, температуры, влажности, относительная сложность схем включения необходимость в специальных источниках питания повышенной частоты Емкостные преобразователи с изменяющимся расстоянием между пластинами (а), дифференциальный (б), дифференциальный с переменной активной площадью пластин (в), с изменяющейся диэлектрической проницаемостью среды между пластинами (г)

Измерение неэлектрических величин • • • Термоэлектрические преобразователи основаны на термоэлектрическом эффекте, возникающем в цепи термопары При разности температур точек 1 и 2 соединения двух разнородных проводников А и В, образующих термопару, в цепи термопары возникает термо. ЭДС Чтобы термо. ЭДС в цепи термопары однозначно определялась температурой рабочего конца, необходимо температуру свободных концов термопары поддерживать одинаковой и неизменной Градуировка термоэлектрических термометров – приборов, использующих термопары для измерения температуры, производится обычно при температуре свободных концов 0ºС Термопара (а) и способ включения прибора в цепь Градуировочные таблицы для стандартных термопар также составлены при условии равенства термопары (б) температуры свободных концов 0ºС При практическом применении термоэлектрических термометров температура свободных концов термопары не равна 0ºС , и поэтому вводят поправку

Измерение неэлектрических величин • • • Индукционные преобразователи основаны на использовании закона электромагнитной индукции, согласно которому ЭДС, индуктированная в катушке, зависит от количества витков и скорости изменения магнитного потока, сцепленного с катушкой Индукционные преобразователи применяются для измерения скорости линейных и угловых перемещений Выходной сигнал индукционных преобразователей может быть проинтегрирован или продифференцирован во времени с помощью электрических интегрирующих или дифференцирующих устройств После этих преобразований сигнал становится пропорциональным соответственно перемещению или ускорению Поэтому индукционные преобразователи используются также для измерения линейных и угловых перемещений и ускорений Наибольшее применение индукционные преобразователи получили в приборах для измерения угловой скорости (тахометрах) и в приборах для измерения параметров вибрации, т. е. для измерения линейных и угловых перемещений и ускорений (в виброметрах и акселерометрах) Погрешности индукционных преобразователей определяются главным образом изменением магнитного поля с течением времени и при изменении температуры, а также температурными изменениями сопротивления обмотки Основные достоинства индукционных преобразователей заключаются в сравнительной простоте конструкции, надежности работы высокой чувствительности. Недостаток – ограниченный частотный диапазон измеряемых величин Индукционный преобразователь: 1 – катушка 2 – магнитопровод 3 – постоянный магнит • Устройство тахометра с вращающимся постоянным магнитом: 1 – алюминиевый диск 2 – указатель 3 – пружина •

Измерение неэлектрических величин • • Пьезоэлектрические преобразователи основаны на использовании прямого пьезоэлектрического эффекта, заключающегося в появлении электрических зарядов на поверхности некоторых кристаллов (кварца, сегнетовой соли и др. ) под влиянием механических напряжений Устройство и принцип действия пьезоэлектрического преобразователя для измерения давления газа: Давление р через металлическую мембрану 1 передается на зажатые между металлическими прокладками 2 кварцевые пластинки 3 Шарик 4 служит для равномерного распределения давления по поверхности кварцевых пластинок Средняя прокладка соединена с выводом 5, проходящим через втулку из хорошего изоляционного материала При воздействии давления р между выводом 5 и корпусом преобразователя возникает разность потенциалов По разности потенциалов U судят о значении давления р В пьезоэлектрических преобразователях главным образом применяется кварц, у которого пьезоэлектрические свойства сочетаются с высокой механической прочностью и высокими изоляционными свойствами, а также с независимостью пьезоэлектрической характеристики от температуры в широких пределах Размеры пластин и их число выбираются исходя из конструктивных соображений и требуемого значения зарядов Заряд, возникающий в пьезоэлектрическом преобразователе, «стекает» по изоляции и входной цепи измерительного прибора Поэтому приборы, измеряющие разность потенциалов на пьезоэлектрических преобразователях, должны иметь высокое входное сопротивление (1012 – 1015 Ом), что практически обеспечивается применением электронных усилителей с высоким входным сопротивлением Из за «стекания» заряда эти преобразователи используются для измерения только быстро изменяющихся величин (переменных усилий, давлений, параметров вибраций, ускорений и т. д. ) Пьезоэлектрический преобразователь для измерения давления: 1 – мембрана 2 – металлические прокладки 3 – кварцевые пластинки 4 – шарик 5 – вывод

Измерение сопротивлений • • • Омметр – прибор для непосредственного измерения сопротивления Измерения проводят на постоянном токе Питание: от внутренней батареи сухих элементов от внешней батареи Порядок измерения: присоединенной батарее замыкают ключ К, накоротко замыкая Rх и поворотом рукоятки регулировочного винта (Rогр) устанавливают стрелку омметра на нулевое деление шкалы размыкают кнопку К производят измерение сопротивления Rх Измерение сопротивления изоляции (при отключенном питании) – мегомметр

Измерение сопротивлений • Метод амперметра вольтметра – косвенный метод измерения • Используется закон Ома для участка цепи • Схема подключения амперметра и вольтметра зависит от величины измеряемого сопротивления • Схема для измерения больших сопротивлений: Rх >> RА • Схема для измерения малых сопротивлений: Rх << RV

Измерение сопротивлений с помощью электрического моста • • • Мост постоянного тока Схема состоит из четырех резисторов, соединенных в виде кольца: к двум противоположным точкам а и b подключен источник питания постоянного тока между другими точками – указатель (индикатор, гальванометр) равновесия схемы резистор Rх и магазины сопротивлений включены в плечи моста Условие равновесия моста: указатель показывает нуль Порядок измерения: Уравновесить мост Определить сопротивление: Rх = (R 2 R 3) / R 4 Реохордный мост : R 0 постоянное, известное сопротивление Движок реостата перемещают, пока амперметр не покажет нуль (уравновешивание моста) Определяют сопротивление: Rх = (R 0 l 2) / l 1